JP2017196564A - 連続式団粒化撹拌装置 - Google Patents
連続式団粒化撹拌装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017196564A JP2017196564A JP2016088933A JP2016088933A JP2017196564A JP 2017196564 A JP2017196564 A JP 2017196564A JP 2016088933 A JP2016088933 A JP 2016088933A JP 2016088933 A JP2016088933 A JP 2016088933A JP 2017196564 A JP2017196564 A JP 2017196564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surplus
- rubber
- agitator
- aggregating agent
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 title claims abstract description 91
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 99
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 65
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 107
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 64
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 63
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 53
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 20
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 14
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 7
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 7
- 241000209149 Zea Species 0.000 claims 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 38
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 12
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 abstract description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 10
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 6
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 4
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 239000010423 industrial mineral Substances 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009463 water soluble packaging Methods 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- -1 surplus raw kon Substances 0.000 description 1
Abstract
【課題】即時に流動化から塑性化状に変化させて、その処理物のハンドリングを改善するための手法として、アジテータ搭載の生コン車を利用する方法ではなく、流動化している余剰生コンを運搬している生コン車搭載のアジテータから、排出させつつ即時に塑性状態に変化させるための凝集作用の優れた薬剤を添加して、塑性化させつつ、撹拌過程で空気を巻き込ませて団粒化することで、生コン中にある骨材が分離しやすくなる連続式団粒化撹拌装置を提供。【解決手段】回転軸１に撹拌用としてパドル形状の翼２を、送り用としてスクリュー形状の翼３を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置であり、装置のケーシングであるＵ字トラフ１２をゴム製とし、また、回転軸１は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させる連続式団粒化撹拌装置。【選択図】図１
Description
本発明は、余剰生コンや浚渫土等の泥状土の連続式団粒化撹拌装置に関するものである。
余剰生コンとは、工事現場やコンクリート製品工場等において、余った生コンや不要になった生コンである。
現状の余剰生コンの処理方法では、そのまま汚泥として処理をする方法、硬化させてコンクリートくずとして処理する方法、生コン工場内の水処理設備と分級設備（希釈・水洗・篩分け設備）および減容化設備（プレス処理）が実施されている。
こうした産廃処理コストや処理設備規模およびコストは、生コン事業者の経営上の圧迫要因になっている。産廃の処理方法においても、その法的な判定は難しく、グレーゾーンであると指摘されるケースもある。
また、現状の再生骨材の一般的な製造方法は、硬化コンクリートを破砕して水洗い、分級等の工程を経て製造される。さらに、この破砕においては大きなエネルギー量が必要になる。
従来から実施されている余剰生コンの処理方法である汚泥としての産廃処理、コンクリートくずとしての廃棄、生コン工場内での水処理・産廃物減容化処理以外の技術として、下記特許文献１に示される薬剤の使用している例では生コン車搭載のアジテータに水溶性の袋に詰められた顆粒状の当該薬剤を添加し撹拌混合して、余剰生コンの物性を流動状から塑性状に変化させている。
特許第５８１３３１号公報
この特許文献１では、混合プロセスについての請求項は記載されていないが、明細書の段落番号００１９に記述されている他の混合デイバイスという表現は、一般にはバッチ式コンクリトートミキサーに代表されるものと考えられる。
また、下記特許文献２では、吸水性高分子体の混合物層に被膜した造粒体である残コン処理体にすることができる粉末状の残コン処理剤を水溶性の包装体（水溶性袋）をもちいる手法で、生コン車搭載のアジテータに投入して使用することが記述されている。
実用新案登録第３１４７８３２号公報
このように、一般には生コン工場や工事現場では余剰生コンを再混練する場合や混和剤を含め薬剤等を後添加して混合する場合は、生コンを目的地まで分離させずに撹拌して運搬することを目的にした生コン車搭載の回転数２０ｒｐｍ以下のアジテータを利用することが多い。
前記特許文献１や特許文献２に示す余剰生コンの団粒化処理はアジテータ車を利用することを原則とするものであるが、次のような問題がある。
余剰生コンは使い残しにより出荷時に比べて容積が少なくなっているので、図１９に示すように生コン搭載のアジテータの内部の余剰生コンの表面の位置は、出荷時の位置より下にある。余剰生コンをアジテータ内に投入して撹拌する場合、アジテータを回転させる。
しかし、スパイラル状の翼をドラムの側壁に部分的に取り付けた状態となっているため、流動化している生コンの場合は図２０Ａに示すようにその表面の位置をキープしたままでアジテータが撹拌される。
そして団粒化剤が添加されることで、余剰生コンが団粒化剤に触れた部分を中心に流動性が失われ粘着力が増大するため、図２０Ｂに示すようにドラム側壁に付着したまま回転されることがある。
これは、ドラムの回転数によっても異なるが、一般的にコンクリート混和剤を後添加した際のドラム回転数は１０min-1〜１８min-1程度、遠心力が働く状態になる。
また、ドラム側面はスチール製であり、生コンの骨材との撹拌等で無数に細かい傷があり表面積を大きくしているので、団粒化物が付着しやすい環境になっている。
かかる付着物は固結してブロックを形成することがあり、ドラム側壁等に付着して、その固結物の排出及び廃棄するのに努力を要し、時間の浪費と追加コストを伴う。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、即時に流動化から塑性変化に変化させて、その処理物のハンドリングを改善するための手法として、アジテータ搭載の生コン車を利用する方法ではなく、流動化している余剰生コンを運搬している生コン車搭載のアジテータから、排出させつつ即時に塑性状態に変化させるための凝集作用の優れた薬剤を添加して、塑性化させつつ、撹拌過程で空気を巻き込ませて団粒化させ、団粒化することで、生コン中にある骨材が分離しやすくなる連続式団粒化撹拌装置を提供することにある。
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、回転軸に撹拌用としてパドル形状の翼を、送り用としてスクリュー形状の翼を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置であり、装置のケーシングであるＵ字トラフをゴム製とし、また、回転軸は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させることを要旨とするものである。
請求項１記載の本発明によれば、バッチ式ではなく、余剰生コンの供給量を安定化させ、連続的に供給し、この供給量と余剰生コンの性状に見合う団粒化剤を連続添加・連続撹拌することで連続的な排出が可能になるため、作業性の効率が図られる。
また、生コン車搭載のアジテータ内で流動化している余剰生コンを団粒化するのにアジテータで攪拌せずに、排出後に撹拌装置にかけることでアジテータ車を利用することのトラブルを回避でき、しかも、システム化により流動化している余剰生コンを容易に移動、移送、解す、積込みが可能様になり、分級機能を有する設備と接続することで、通常、硬化後に実施する破砕・分級する作業を短縮できるだけでなく、硬化前の連続作業なので破砕設備は不要になる。また、アニオン性のポリアクリルアミド系高分子化合物を使用する場合、イオン性の強が強いものでも団粒化が実現できる。この団粒化物は間隙が大きいので硬化後に分級作業を行う場合でも、硬化コンクリートを破砕するエネルギー量より小さくなる。
そしてこれまで、これまで実施してきた骨材分級工程や作業性を改善することができ、また、生コン工場では余剰生コンを対象にした水処理設備等の小規模化等に寄与できる。
さらに、ケーシングが鋼製であると撹拌中に異物が混入した場合においては撹拌時の負荷が大きくなり、撹拌装置自体の故障、破壊の要因になり、また、骨材径を配慮してケーシングと回転部のクリアランスに余裕を持たせた場合を想定しても、撹拌層内に排出が出来ない団粒化物が蓄積してしまうため、余剰生コンの団粒化には適していないが、本発明によれば、ゴムケーシングにより伸び代が確保でき、ケーング内の付着や異物等の対応が緩和できる。
請求項２記載発明は、ゴムケーシングの厚さは９mm以上で、ケーシング材として使用するゴムは天然ゴム比率が５０％以上であり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるコム硬度Ａ５０以下、旧ＪＩＳ Ｋ６３０１にけるゴム硬度５０ＨＳ以下であることを要旨とするものである。ゴム硬度の値は小さい方が柔らかく、好ましくは４０以下、さらに好ましくは３７〜４０Ｈｓの範囲が良い。
請求項２記載の本発明によれば、ケーシングとしてゴム純度の高いゴムを使用することで、より大きい伸縮性を得ることができる。
請求項３記載の本発明は、回転軸はパドル形状の翼とスクリュー形状の翼を含めてゴム製ケーシングの底部に位置させ、Ｕ字トラフは回転軸上方に空間を有することを要旨とするものである。
請求項３記載の本発明によれば、Ｕ字トラフは回転軸上方に空間を有する分だけゴム製ケーシングが回転軸上方に広がって存し、大きくなり、伸び代の大きなものとなる。これにより、作業終了後の洗浄作業をする際に、すでに団粒化処理された団粒化物や再生骨材等をホッパーに投入して作動することで、付着物を排出することができるので、少量の水で洗浄が可能になり、通常の水洗浄やケレン作業等の作業に比べて容易になり節約もできる。
請求項４記載の本発明は、ホッパーを有し、スクリューによる余剰生コンや泥状土の定量供給装置を付設することを要旨とするものである。
請求項４記載の本発明によれば、通常の場合、余剰生コンは現場から生コン車で持ち帰るので、そのままでは安定化供給することは困難であるが、定量供給装置を付設することで生コン車搭載のアジテータからの搬出量を予め設定した単位供給量見合う搬送速度で供給することができる。
アジテータから直接投入しない場合、タンクまたはピットからポンプで供給する場合やショベル等によって供給する場合も同様であり、予め設定した余剰生コンの単位供給量見合う搬送速度で安定供給することができる。
請求項５記載の本発明は、ポンプにより団粒化剤量の可変添加可能な団粒化剤添加装置を付設することを要旨とするものである。
請求項５記載の本発明によれば、エマルジョン加工した団粒化剤をポンプで可変速可能にして添加することができる。
請求項６記載の本発明は、助材添加フィーダーを付設することを要旨とするものである。
請求項６記載の本発明によれば、団粒化剤のバインダー能を高めるための助材、余剰生コンの場合は、細粒分量以下の粒度構成を考量した砂分、高炉スラグ、フラアッシュ、生コンスラッジ、工業用鉱物の微粒分や砕石粉、乾燥・焼却製紙スラッジ粉末等から選ばれる粉体状あるいは顆粒状に加工されたもの、または工業用の消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、セメント、石膏など、浚渫土等の泥状土の場合にはセメント系固化材、生石灰、石膏から選ばれるもの、あるいはこれらが混合されているものを団粒化剤添加装置と連動させて添加することができる。
また、余剰生コン等の供給量に見合う添加量の設定可能な添加装置を連動するようにすれば、使用材料のランニングコストに配慮できる。
以上述べたように本発明の連続式団粒化撹拌装置は、即時に流動化から塑性化状に変化させて団粒化し、その処理物のハンドリングを改善するための手法として、アジテータ搭載の生コン車を利用する方法ではなく、流動化している余剰生コンを運搬している生コン車搭載のアジテータから、排出させつつ即時に塑性状態に変化させるための凝集作用の優れた薬剤を添加して、塑性化させつつ、撹拌過程で空気を巻き込ませて団粒化させ、団粒化により生コン中にある骨材が分離しやすくなる状態にするものである。
（１）連続性があるので、余剰生コン搭載のアジテータ車数が多くても連続作業になり、生コン工場だけでなく、中間処理等で余剰生コンの処理する場合に適している。バッチ作業は単作業になるのでこうした連続作業には不向きである。
（２）装置の生コン定量フィーダーの容量を大きくすることで、数台のアジテータ搭載の余剰生コンを同時に処理することが可能になる。
（３）前記における制御を自動化することで余剰生コンを集約化して、無人化に近い状態で稼働することが可能になる。
（４）連続作業になるため、排出された団粒化物の処理作業も容易になる。
（２）装置の生コン定量フィーダーの容量を大きくすることで、数台のアジテータ搭載の余剰生コンを同時に処理することが可能になる。
（３）前記における制御を自動化することで余剰生コンを集約化して、無人化に近い状態で稼働することが可能になる。
（４）連続作業になるため、排出された団粒化物の処理作業も容易になる。
本発明の連続式団粒化撹拌装置を用いることで、次のような利点が得られる。
（１）余剰生コンを処理する場合においては、団粒化することで流動性が失われるため、バックフォウ等のショベルでの積み込み、ダンプトラックによる運搬、ベルトコンベヤの移送が即時に行える。
（２）生コン工場等で余剰生コンを希釈・分級して骨材を回収する方法から、一部でも団粒化技術を応用してＲＣ（路盤材）の製造に利用することで、スラリー分の処理量の削減により、水処理・脱水処理設備の小規模化が可能になる。また、ＲＣの販売による利益も見込める。
（３）余剰生コンを硬化させコンクリート化した状態で、破砕処理を施し、分級して骨材を採集するような方法においては、本技術を応用して余剰生コンを団粒化後に固化することで、破壊エネルギー量を抑えることが可能になり破砕作業の簡素化と設備の小規模化が可能になる。
（４）さらに、固まるまでの時間を待たずに即時に分級することも可能になる。これにより、破砕作業工程は省略される。
（５）余剰生コンを路盤材等に利用するような場合においては、硬化後に破砕するような作業をせずに団粒化した余剰な生コンを解すだけで利用可能になる。
（１）余剰生コンを処理する場合においては、団粒化することで流動性が失われるため、バックフォウ等のショベルでの積み込み、ダンプトラックによる運搬、ベルトコンベヤの移送が即時に行える。
（２）生コン工場等で余剰生コンを希釈・分級して骨材を回収する方法から、一部でも団粒化技術を応用してＲＣ（路盤材）の製造に利用することで、スラリー分の処理量の削減により、水処理・脱水処理設備の小規模化が可能になる。また、ＲＣの販売による利益も見込める。
（３）余剰生コンを硬化させコンクリート化した状態で、破砕処理を施し、分級して骨材を採集するような方法においては、本技術を応用して余剰生コンを団粒化後に固化することで、破壊エネルギー量を抑えることが可能になり破砕作業の簡素化と設備の小規模化が可能になる。
（４）さらに、固まるまでの時間を待たずに即時に分級することも可能になる。これにより、破砕作業工程は省略される。
（５）余剰生コンを路盤材等に利用するような場合においては、硬化後に破砕するような作業をせずに団粒化した余剰な生コンを解すだけで利用可能になる。
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の連続式団粒化撹拌装置の第１実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３は同上正面図で、本発明は余剰生コンに団粒化剤を添加し、撹拌して空気間隙量を増大化させることにより団粒化状態の余剰生コンを得るものとして、撹拌装置４を主体とするものである。
撹拌装置４は回転軸１に撹拌用としてパドル形状の翼２と、送り用としてスクリュー形状の翼３を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置である。
パドル形状の翼２は（例えば４枚羽根や２枚羽根）は、先端部分が拡径する櫂形状で、主として撹拌を行い、スクリュー形状の翼３は主として送込みもしくは排出を行うことを役割とするが、図１４、図１５にも示すようにパドル形状の翼２の角度・位置は、連続的に投入されてくる余剰生コンの詰まりの要因になるため、これらを配慮した形状とされ、推進力を持たせるために約４５度の傾きを持たせる。
なお、スクリュー形状の翼３の傾きは約６０°である。
また、詰まり現象と撹拌時間の短縮から、回転軸１の回転速度は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させる。好ましくは、１３０min-1〜１８０min-1である。
回転軸１の軸長は、１，２００mm以上、２，８００mm以下のものとする。
回転軸１はケーシングに収められ、攪拌装置４のケーシング径はあまり大きくならないようにされ、例えば、一軸式連続撹拌装置タイプの場合で５５０mm以内とし、その上部に駆動用のモータ１１が設置され、スプロケット１７（モータ側）、スプロケット１８（軸側）でチェーン（図示せず）で連結される。図中１６は回転軸１の軸受である。
前記ケーシングであるＵ字トラフ１２は蓋や前後壁は鋼製でもよいがＵ字形を描く胴体本体をゴム製とした。
Ｕ字トラフ１２によるゴム製ケーシングの厚さは９mm以上で、ケーシング材として使用するゴムの天然ゴム比率は５０％以上、好ましくは９０％以上であり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるコム硬度Ａ５０以下、旧ＪＩＳ Ｋ６３０１におけるゴム硬度５０ＨＳ以下のものを使用する。ゴム硬度は好ましくは４０以下、さらに好ましくは３７〜４０Ｈｓの範囲が良い。
ゴムケーシングの仕様として、厚さは９mm以上とし、複数のゴム板を接着して加工しても良い。
図８、図９に示すように、前記回転軸１はパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を含めてゴム製ケーシングの底部に位置させ、Ｕ字トラフ１２は回転軸１の上方に空間ａを有するように拡径するものとした。
図１７はこれらＵ字トラフ１２と回転軸１の関係を示すもので、ｂはパドル、スクリュー径、ｃはケーシング周長であり、ｂはｃに近接しており、前記空間ａを形成する回転軸１の上方のＵ字トラフ１２の回転軸１までの深さｄは前記パドル、スクリュー径ｂの半分程度である。
図中１３は左右上部の外側に位置する鋼製の枠板であり、その下端はパドル形状の翼２やスクリュー形状の翼３の上部にラップする程度であり、ゴム製ケーシングを形成するゴム板は内面全部を覆い、ゴム板と鋼製の枠板１３の接続部分を内部側にして、ボルト止めしているので、ゴム製ケーシングがこの鋼製の枠板１３に阻害されることなく、自由に伸びる伸び代を確保でき、内部の凹凸がないので内部断面が大きくても付着物の清掃が容易に行えるものとした。
図中１４は撹拌装置４の投入口、１５は排出口であるが、図６の実施形態では回転軸１の中心から投入口１４側付近でパドル形状の翼２をならべ、排出口１５側はスクリュー形状の翼３となる。このパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３に変わる部分の中間部はパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３が重合されて装備されている。また、パドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を交互に設置しても良い。
図１０〜図１３は撹拌装置４の変形パターンを示すものであり、例えば図１０のようにパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を交互に設置することもできる。
さらに、図１１ではパドル形状の翼２によるパドル撹拌部分を２カ所設けて、その間をスクリュー形状の翼３としている。これらは、撹拌装置４の機内長によっても異なるが、前記のようにパドル形状の翼２の推進角度φが４５°であるが、撹拌物をせん断しつつ、団粒化剤と混合・撹拌させる構造で、推進（送り）速度が低下して滞留により、供給物の閉塞を防止するための構造である。これらは、撹拌対象物の団粒化性状と供給量、撹拌内空容積によって異なる。
図１２はスクリュー形状の翼３の傾きを回転軸１の前半と後半とで逆向きとし、前半のスクリュー形状の翼３を送り込用とし、後半のスクリュー形状の翼３を排出用とした。
図１３は回転軸１の前半のスクリュー形状の翼３′はリボンスクリュー形状のものとし、後半のスクリュー形状の翼３は通常のスクリュー形状のものとした。
これらのパターンを下記表１に示す。
図１、図２中、１９はベルトコンベヤによる排出コンベヤ、５はホッパー２０を有し、スクリュー２１を内蔵した定量供給装置、９は団粒化剤量の可変添加可能な団粒化剤添加装置で、団粒化剤タンク２２から配管２４によりポンプ２３を介して事前にエマルジョン化させた高分子団粒化剤を添加する。
団粒化剤のエマルジョン化は添加量の管理を容易とし、これにより撹拌時間を短いものとすることができ、作業効率を上げることができるが、エマルジョン加工した団粒化剤を使用しないで、粉体状の凝集剤系の団粒化剤あるいはＳＡＰ（高吸水性樹脂）およびこれらに無機化合物が混合されたものを団粒化剤として使用する場合の添加装置は、可変速式のスクリューフィ−ダー、リボンスクリュー、ベルトフィーダーの何れかを用いて添加することも出来る。
前記定量供給装置５のケーシングのケーシング材に使用する材料も天然ゴムが５０％の以上のゴム製ケーシングとした方がゴムの張力を利用して、異物混入や骨材の大きい余剰生コンに対応可能になる。好ましくはケーシングの材質のゴム比率は９０％以上のものが良く、ゴムケーシングの外側に別途異なるゴムを張り合わせても良い。ゴムケーシングの仕様として、厚さは９mm以上とする。
図中２５は枠フレームのハウジングであり、前記撹拌装置４や定量供給装置５、排出コンベヤ１９はこのハウジング２５で支承して組合せ、また、助材添加フィーダー・ホッパー７をこのハウジング２５で支承して付設する。
図中８は撹拌装置４において前記定量供給装置５、団粒化剤添加装置９、助材添加フィーダー・ホッパー７との連動と動作の設定を行う制御盤で、これら撹拌装置４、定量供給装置５、団粒化剤添加装置９、助材添加フィーダー・ホッパー７は連動制御が可能なものである。
次に使用法について説明する。図１８は動作フロー、設定フローを示すもので、作動前の準備操作として、余剰生コンに対する団粒化剤および助材の単位添加量を設定する。これらは、図中の助材添加フィーダー・ホッパー７、団粒化剤添加装置９のそれぞれのキャリブレーションデータ（添加量と作動状態に係る性能テスト結果）より設定する。
本発明で使用する団粒化剤はアニオン性ポリアクリルアミド系（Ａ−ＰＡＭ）を主成分とした高分子団粒化剤が好適である。ここで主成分としたとはエマルジョン化したものを使用するもので、エマルジョン化には乳化剤を事前に添加されているので、純粋にＡ−ＰＡＭ単味ではないという意味である。
本発明装置は、余剰生コンの団粒化のメカニズムが使用する団粒化剤の特性から異なるので、あらゆる団粒化剤に対応できるように計画している。団粒化剤の種類によっては、助材が必要になる場合もある。
助材に関しては、余剰生コンの場合は、細粒分量以下の粒度構成を考量した砂分、高炉スラグ、フラアッシュ、生コンスラッジ、工業用鉱物の微粒分や砕石粉、乾燥・焼却製紙スラッジ粉末等から選ばれる粉体状あるいは顆粒状に加工されたもの、または工業用の消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、セメント、石膏が対応可能である。
本発明装置は、団粒化剤が凝集作用を示す高分子剤であり、その高分子の重量平均分子が１０００万以上ある場合のもとを使用した場合や団粒化剤がＳＡＰ等を主成分としたものと無機物を用いる場合であってエマルジョン化されたもと顆粒状になっているものどちらの場合においても、添加装置の交換だけで対応できるようにした。
図１８の設定フローにも示すように、
１）予め、余剰生コンの性状から添加する団粒化剤の単位添加量（kg/m3）を設定することで、余剰生コンの供給量に見合う団粒化吐出量が決定する。余剰生コンの性状とは、生コンの流動性の状態で、例えば、コンクリート試験のスランプ値や水分量を目安とする。一般にコンクリート技術者の場合、生コンを目視して大凡の判断ができる。
１）予め、余剰生コンの性状から添加する団粒化剤の単位添加量（kg/m3）を設定することで、余剰生コンの供給量に見合う団粒化吐出量が決定する。余剰生コンの性状とは、生コンの流動性の状態で、例えば、コンクリート試験のスランプ値や水分量を目安とする。一般にコンクリート技術者の場合、生コンを目視して大凡の判断ができる。
２）この流動性あるいは、水分状態等の様子から、団粒化剤だけでの処理が可能であるかの有無が判断できる。この判断で助材が必要であれば、助材の単位添加量を設定する。
３）また、団粒化処理後の用途や工程、例えば、処理後に搬送する経時的な条件、処理後に分級して再生骨材や再生路盤材等を製造する際の製造時期等の条件から、経時的要素と団粒化剤使用量等の相関性から経済的判断が決められる。
上記の１）〜３）により、団粒化剤および助材の添加量を設定した。
上記の１）〜３）により、団粒化剤および助材の添加量を設定した。
図１８の動作フローにも示すように、通常の場合、余剰生コンは現場から生コン車で持ち帰るので、生コン車６のアジテータから定量供給装置５に投入する。
生コン車搭載のアジテータからの搬出量を安定化することは困難であるため、予め設定した余剰生コンの単位供給量見合う搬送速度で定量供給装置５を作動させる。
予め助材添加の有無は決めておく必要がある。助材の添加を設定した場合は定量供給装置５内または撹拌装置４の投入口１４付近に助材が添加される。ただし、助材投入位置は、団粒化剤添加装置９から送られた団粒化剤の吐出位置より後方であることが望ましい。
余剰生コンまたは、助材が添加された余剰生コンの供給量は安定しており、撹拌装置４内に送られ、予め設定された単位添加量で団粒化剤と混合・撹拌される。
撹拌装置４の回転軸１に取り付けられた撹拌翼は、投入口から中間部付近まではパドル式の撹拌翼になっており、撹拌時に空気が巻き込みやすくなっている。中間付近から排出側までは、撹拌部分の滞留防止からスクリュー構造になっている。
この装置から排出された余剰生コンの状態は、１９はベルトコンベヤによる排出コンベヤ１９で搬送できる状態、つまり流動化状態ではなく、団粒化状態となっている。
なお、撹拌中に異物が混入した場合、通常より大きい骨材がある場合においては撹拌時の負荷が大きくなり、撹拌装置自体の故障、破壊の要因になりやすいが、図８や図９に示すようにゴムケーシングにより伸び代が確保でき、ケーング内の団粒化物の付着や異物等の挟み込みの対応が緩和できる。
特に、パドル形状の翼２ではスクリュー形状の翼３に比べて団粒化の移動を遅らせているようにしているので、このようなゴムケーシングにより伸び代が確保できることはケーシングへの団粒化物の付着や異物等の挟み込みの防止効果が大きい。
図４、図５は、他の実施形態として生コン車搭載のアジテータから直接投入しない例である。
生コン車に搭載されている余剰生コンの性状は、配達する生コンの品質によって異なるため、余剰生コンの性状も異なる。また、現場等で加水されたものを持ち戻る場合もある。
したがって、管理上、このような余剰生コンの性状を安定化させるためには、一旦、タンクまたはピット２７にこれらの性状の異なる余剰生コンを混合した後にポンプ２８で定量供給装置５に輸送する方法とタンクまたはピット２７からショベル２６等によって定量供給装置５に供給する。
以上の実施形態は余剰生コンの団粒化処理の場合について説明したが、余剰生コン以外に本装置を浚渫土等の泥状土に使用しても良い。
泥状土や浚渫土においては、余剰生コンに比べ、土中の細粒分が多く含有している場合が多い事、含水率は生コンに比べて大きいことが多いことから、その際に使用する団粒化剤としては、高分子系凝集系の団粒化剤を主剤としているものが好ましく、ＳＡＰ（高吸水樹脂）およびこれらに無機添加物が混合されたものを用いる事は好ましくない。また、セメント等の硬化・固化を促進するようなものが混合されていないため、固化促進を行うためには、助材として、セメントおよびセメント系固化材、生石灰、石膏から選ばれるもの、あるいはこれらが混合されているものを使用する。
１…回転軸 ２…パドル形状の翼
３、３′…スクリュー形状の翼
４…撹拌装置 ５…定量供給装置
６…生コン車 ７…助材添加フィーダー・ホッパー
８…制御盤 ９…団粒化剤添加装置
１１…モータ １２…Ｕ字トラフ
１３…鋼製の枠板 １４…投入口
１５…排出口 １６…軸受
１７，１８…スプロケット １９…排出コンベヤ
２０…ホッパー ２１…スクリュー
２２…団粒化剤タンク ２３…ポンプ
２４…配管 ２５…ハウジング
２６…ショベル ２７…ピット
２８…ポンプ
３、３′…スクリュー形状の翼
４…撹拌装置 ５…定量供給装置
６…生コン車 ７…助材添加フィーダー・ホッパー
８…制御盤 ９…団粒化剤添加装置
１１…モータ １２…Ｕ字トラフ
１３…鋼製の枠板 １４…投入口
１５…排出口 １６…軸受
１７，１８…スプロケット １９…排出コンベヤ
２０…ホッパー ２１…スクリュー
２２…団粒化剤タンク ２３…ポンプ
２４…配管 ２５…ハウジング
２６…ショベル ２７…ピット
２８…ポンプ
本発明は、余剰生コンや浚渫土等の泥状土の連続式団粒化撹拌装置に関するものである。
余剰生コンとは、工事現場やコンクリート製品工場等において、余った生コンや不要になった生コンである。
現状の余剰生コンの処理方法では、そのまま汚泥として処理をする方法、硬化させてコンクリートくずとして処理する方法、生コン工場内の水処理設備と分級設備（希釈・水洗・篩分け設備）および減容化設備（プレス処理）が実施されている。
こうした産廃処理コストや処理設備規模およびコストは、生コン事業者の経営上の圧迫要因になっている。産廃の処理方法においても、その法的な判定は難しく、グレーゾーンであると指摘されるケースもある。
また、現状の再生骨材の一般的な製造方法は、硬化コンクリートを破砕して水洗い、分級等の工程を経て製造される。さらに、この破砕においては大きなエネルギー量が必要になる。
従来から実施されている余剰生コンの処理方法である汚泥としての産廃処理、コンクリートくずとしての廃棄、生コン工場内での水処理・産廃物減容化処理以外の技術として、下記特許文献１に示される薬剤の使用している例では生コン車搭載のアジテータに水溶性の袋に詰められた顆粒状の当該薬剤を添加し撹拌混合して、余剰生コンの物性を流動状から塑性状に変化させている。
特許第５８１３１３１号公報
この特許文献１では、混合プロセスについての請求項は記載されていないが、明細書の段落番号００１９に記述されている他の混合デイバイスという表現は、一般にはバッチ式コンクリトートミキサーに代表されるものと考えられる。
また、下記特許文献２では、吸水性高分子体の混合物層に被膜した造粒体である残コン処理体にすることができる粉末状の残コン処理剤を水溶性の包装体（水溶性袋）をもちいる手法で、生コン車搭載のアジテータに投入して使用することが記述されている。
実用新案登録第３１４７８３２号公報
このように、一般には生コン工場や工事現場では余剰生コンを再混練する場合や混和剤を含め薬剤等を後添加して混合する場合は、生コンを目的地まで分離させずに撹拌して運搬することを目的にした生コン車搭載の回転数２０ｒｐｍ以下のアジテータを利用することが多い。
前記特許文献１や特許文献２に示す余剰生コンの団粒化処理はアジテータ車を利用することを原則とするものであるが、次のような問題がある。
余剰生コンは使い残しにより出荷時に比べて容積が少なくなっているので、図１９に示すように生コン搭載のアジテータの内部の余剰生コンの表面の位置は、出荷時の位置より下にある。余剰生コンをアジテータ内に投入して撹拌する場合、アジテータを回転させる。
しかし、スパイラル状の翼をドラムの側壁に部分的に取り付けた状態となっているため、流動化している生コンの場合は図２０Ａに示すようにその表面の位置をキープしたままでアジテータが撹拌される。
そして団粒化剤が添加されることで、余剰生コンが団粒化剤に触れた部分を中心に流動性が失われ粘着力が増大するため、図２０Ｂに示すようにドラム側壁に付着したまま回転されることがある。
これは、ドラムの回転数によっても異なるが、一般的にコンクリート混和剤を後添加した際のドラム回転数は１０min-1〜１８min-1程度、遠心力が働く状態になる。
また、ドラム側面はスチール製であり、生コンの骨材との撹拌等で無数に細かい傷があり表面積を大きくしているので、団粒化物が付着しやすい環境になっている。
かかる付着物は固結してブロックを形成することがあり、ドラム側壁等に付着して、その固結物の排出及び廃棄するのに努力を要し、時間の浪費と追加コストを伴う。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、即時に流動化から塑性状態に変化させて、その処理物のハンドリングを改善するための手法として、アジテータ搭載の生コン車を利用する方法ではなく、流動化している余剰生コンを運搬している生コン車搭載のアジテータから、排出させつつ即時に塑性状態に変化させるための凝集作用の優れた薬剤を添加して、塑性化させつつ、撹拌過程で空気を巻き込ませて団粒化させ、団粒化することで、生コン中にある骨材が分離しやすくなる連続式団粒化撹拌装置を提供することにある。
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、回転軸に撹拌用としてパドル形状の翼を、送り用としてスクリュー形状の翼を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置であり、装置のケーシングであるＵ字トラフをゴム製とし、また、回転軸は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させる撹拌装置に、ホッパーを有し、スクリューによる余剰生コンや泥状土の定量供給装置を付設し、さらに、団粒化剤タンクから配管によりポンプを介して事前にエマルジョン化させた高分子団粒化剤を添加する団粒化剤量の可変添加可能な団粒化剤添加装置を付設したことを要旨とするものである。
請求項１記載の本発明によれば、バッチ式ではなく、余剰生コンの供給量を安定化させ、連続的に供給し、この供給量と余剰生コンの性状に見合う団粒化剤を連続添加・連続撹拌することで連続的な排出が可能になるため、作業性の効率が図られる。
また、生コン車搭載のアジテータ内で流動化している余剰生コンを団粒化するのにアジテータで攪拌せずに、排出後に撹拌装置にかけることでアジテータ車を利用することのトラブルを回避でき、しかも、システム化により流動化している余剰生コンを容易に移動、移送、解す、積込みが可能様になり、分級機能を有する設備と接続することで、通常、硬化後に実施する破砕・分級する作業を短縮できるだけでなく、硬化前の連続作業なので破砕設備は不要になる。また、アニオン性のポリアクリルアミド系高分子化合物を使用する場合、イオン性が強いものでも団粒化が実現できる。この団粒化物は間隙が大きいので硬化後に分級作業を行う場合でも、硬化コンクリートを破砕するエネルギー量より小さくなる。
そして、これまで実施してきた骨材分級工程や作業性を改善することができ、また、生コン工場では余剰生コンを対象にした水処理設備等の小規模化等に寄与できる。
さらに、ケーシングが鋼製であると撹拌中に異物が混入した場合においては撹拌時の負荷が大きくなり、撹拌装置自体の故障、破壊の要因になり、また、骨材径を配慮してケーシングと回転部のクリアランスに余裕を持たせた場合を想定しても、撹拌層内に排出が出来ない団粒化物が蓄積してしまうため、余剰生コンの団粒化には適していないが、本発明によれば、ゴムケーシングにより伸び代が確保でき、ケーング内の付着や異物等の対応が緩和できる。
また、通常の場合、余剰生コンは現場から生コン車で持ち帰るので、そのままでは安定化供給することは困難であるが、定量供給装置を付設することで生コン車搭載のアジテータからの搬出量を予め設定した単位供給量見合う搬送速度で供給することができる。
アジテータから直接投入しない場合、タンクまたはピットからポンプで供給する場合やショベル等によって供給する場合も同様であり、予め設定した余剰生コンの単位供給量見合う搬送速度で安定供給することができる。
さらに、エマルジョン加工した団粒化剤をポンプで可変速可能にして添加することができる。
請求項２記載の本発明は、ゴムケーシングの厚さは９mm以上で、ケーシング材として使用するゴムは天然ゴム比率が５０％以上であり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるゴム硬度Ａ５０以下、旧ＪＩＳ Ｋ６３０１にけるゴム硬度５０Ｈｓ以下であることを要旨とするものである。ゴム硬度の値は小さい方が柔らかく、好ましくは４０以下、さらに好ましくは３７〜４０Ｈｓの範囲が良い。
請求項２記載の本発明によれば、ケーシングとしてゴム純度の高いゴムを使用することで、より大きい伸縮性を得ることができる。
請求項３記載の本発明は、回転軸はパドル形状の翼とスクリュー形状の翼を含めてゴム製ケーシングの底部に位置させ、Ｕ字トラフは回転軸上方に空間を有することを要旨とするものである。
請求項３記載の本発明によれば、Ｕ字トラフは回転軸上方に空間を有する分だけゴム製ケーシングが回転軸上方に広がって存し、大きくなり、伸び代の大きなものとなる。これにより、作業終了後の洗浄作業をする際に、すでに団粒化処理された団粒化物や再生骨材等をホッパーに投入して作動することで、付着物を排出することができるので、少量の水で洗浄が可能になり、通常の水洗浄やケレン作業等の作業に比べて容易になり節約もできる。
請求項４記載の本発明は、助材添加フィーダーを付設することを要旨とするものである。
請求項４記載の本発明によれば、団粒化剤のバインダー能を高めるための助材、余剰生コンの場合は、細粒分量以下の粒度構成を考量した砂分、高炉スラグ、フラアッシュ、生コンスラッジ、工業用鉱物の微粒分や砕石粉、乾燥・焼却製紙スラッジ粉末等から選ばれる粉体状あるいは顆粒状に加工されたもの、または工業用の消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、セメント、石膏など、浚渫土等の泥状土の場合にはセメント系固化材、生石灰、石膏から選ばれるもの、あるいはこれらが混合されているものを団粒化剤添加装置と連動させて添加することができる。
また、余剰生コン等の供給量に見合う添加量の設定可能な添加装置を連動するようにすれば、使用材料のランニングコストに配慮できる。
以上述べたように本発明の連続式団粒化撹拌装置は、即時に流動化から塑性化状に変化させて団粒化し、その処理物のハンドリングを改善するための手法として、アジテータ搭載の生コン車を利用する方法ではなく、流動化している余剰生コンを運搬している生コン車搭載のアジテータから、排出させつつ即時に塑性状態に変化させるための凝集作用の優れた薬剤を添加して、塑性化させつつ、撹拌過程で空気を巻き込ませて団粒化させ、団粒化により生コン中にある骨材が分離しやすくなる状態にするものである。
（１）連続性があるので、余剰生コン搭載のアジテータ車数が多くても連続作業になり、生コン工場だけでなく、中間処理等で余剰生コンの処理する場合に適している。バッチ作業は単作業になるのでこうした連続作業には不向きである。
（２）装置の生コン定量フィーダーの容量を大きくすることで、数台のアジテータ搭載の余剰生コンを同時に処理することが可能になる。
（３）前記における制御を自動化することで余剰生コンを集約化して、無人化に近い状態で稼働することが可能になる。
（４）連続作業になるため、排出された団粒化物の処理作業も容易になる。
（２）装置の生コン定量フィーダーの容量を大きくすることで、数台のアジテータ搭載の余剰生コンを同時に処理することが可能になる。
（３）前記における制御を自動化することで余剰生コンを集約化して、無人化に近い状態で稼働することが可能になる。
（４）連続作業になるため、排出された団粒化物の処理作業も容易になる。
本発明の連続式団粒化撹拌装置を用いることで、次のような利点が得られる。
（１）余剰生コンを処理する場合においては、団粒化することで流動性が失われるため、バックフォウ等のショベルでの積み込み、ダンプトラックによる運搬、ベルトコンベヤの移送が即時に行える。
（２）生コン工場等で余剰生コンを希釈・分級して骨材を回収する方法から、一部でも団粒化技術を応用してＲＣ（再生路盤材）の製造に利用することで、スラリー分の処理量の削減により、水処理・脱水処理設備の小規模化が可能になる。また、ＲＣの販売による利益も見込める。
（３）余剰生コンを硬化させコンクリート化した状態で、破砕処理を施し、分級して骨材を採集するような方法においては、本技術を応用して余剰生コンを団粒化後に固化することで、破壊エネルギー量を抑えることが可能になり破砕作業の簡素化と設備の小規模化が可能になる。
（４）さらに、固まるまでの時間を待たずに即時に分級することも可能になる。これにより、破砕作業工程は省略される。
（５）余剰生コンを路盤材等に利用するような場合においては、硬化後に破砕するような作業をせずに団粒化した余剰な生コンを解すだけで利用可能になる。
（１）余剰生コンを処理する場合においては、団粒化することで流動性が失われるため、バックフォウ等のショベルでの積み込み、ダンプトラックによる運搬、ベルトコンベヤの移送が即時に行える。
（２）生コン工場等で余剰生コンを希釈・分級して骨材を回収する方法から、一部でも団粒化技術を応用してＲＣ（再生路盤材）の製造に利用することで、スラリー分の処理量の削減により、水処理・脱水処理設備の小規模化が可能になる。また、ＲＣの販売による利益も見込める。
（３）余剰生コンを硬化させコンクリート化した状態で、破砕処理を施し、分級して骨材を採集するような方法においては、本技術を応用して余剰生コンを団粒化後に固化することで、破壊エネルギー量を抑えることが可能になり破砕作業の簡素化と設備の小規模化が可能になる。
（４）さらに、固まるまでの時間を待たずに即時に分級することも可能になる。これにより、破砕作業工程は省略される。
（５）余剰生コンを路盤材等に利用するような場合においては、硬化後に破砕するような作業をせずに団粒化した余剰な生コンを解すだけで利用可能になる。
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の連続式団粒化撹拌装置の第１実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３は同上正面図で、本発明は余剰生コンに団粒化剤を添加し、撹拌して空気間隙量を増大化させることにより団粒化状態の余剰生コンを得るものとして、撹拌装置４を主体とするものである。
撹拌装置４は回転軸１に撹拌用としてパドル形状の翼２と、送り用としてスクリュー形状の翼３を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置である。
パドル形状の翼２は（例えば４枚羽根や２枚羽根）は、先端部分が拡径する櫂形状で、主として撹拌を行い、スクリュー形状の翼３は主として送込みもしくは排出を行うことを役割とするが、図１４、図１５にも示すようにパドル形状の翼２の角度・位置は、連続的に投入されてくる余剰生コンの詰まりの要因になるため、これらを配慮した形状とされ、推進力を持たせるために約４５度の傾きを持たせる。
なお、スクリュー形状の翼３の傾きは約６０°である。
また、詰まり現象と撹拌時間の短縮から、回転軸１の回転速度は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させる。好ましくは、１３０min-1〜１８０min-1である。
回転軸１の軸長は、１，２００mm以上、２，８００mm以下のものとする。
回転軸１はケーシングに収められ、攪拌装置４のケーシング径はあまり大きくならないようにされ、例えば、一軸式連続撹拌装置タイプの場合で５５０mm以内とし、その上部に駆動用のモータ１１が設置され、スプロケット１７（モータ側）、スプロケット１８（軸側）でチェーン（図示せず）で連結される。図中１６は回転軸１の軸受である。
前記ケーシングであるＵ字トラフ１２は蓋や前後壁は鋼製でもよいがＵ字形を描く胴体本体をゴム製とした。
Ｕ字トラフ１２によるゴム製ケーシングの厚さは９mm以上で、ケーシング材として使用するゴムの天然ゴム比率は５０％以上、好ましくは９０％以上であり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるゴム硬度Ａ５０以下、旧ＪＩＳ Ｋ６３０１におけるゴム硬度５０ＨＳ以下のものを使用する。ゴム硬度は好ましくは４０以下、さらに好ましくは３７〜４０Ｈｓの範囲が良い。
ゴムケーシングの仕様として、厚さは９mm以上とし、複数のゴム板を接着して加工しても良い。
図８、図９に示すように、前記回転軸１はパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を含めてゴム製ケーシングの底部に位置させ、Ｕ字トラフ１２は回転軸１の上方に空間ａを有するように拡径するものとした。
図１７はこれらＵ字トラフ１２と回転軸１の関係を示すもので、ｂはパドル、スクリュー径、ｃはケーシング周長であり、ｂはｃに近接しており、前記空間ａを形成する回転軸１の上方のＵ字トラフ１２の回転軸１までの深さｄは前記パドル、スクリュー径ｂの半分程度である。
図中１３は左右上部の外側に位置する鋼製の枠板であり、その下端はパドル形状の翼２やスクリュー形状の翼３の上部にラップする程度であり、ゴム製ケーシングを形成するゴム板は内面全部を覆い、ゴム板と鋼製の枠板１３の接続部分を内部側にして、ボルト止めしているので、ゴム製ケーシングがこの鋼製の枠板１３に阻害されることなく、自由に伸びる伸び代を確保でき、内部の凹凸がないので内部断面が大きくても付着物の清掃が容易に行えるものとした。
図中１４は撹拌装置４の投入口、１５は排出口であるが、図６の実施形態では回転軸１の中心から投入口１４側付近でパドル形状の翼２をならべ、排出口１５側はスクリュー形状の翼３となる。このパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３に変わる部分の中間部はパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３が重合されて装備されている。また、パドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を交互に設置しても良い。
図１０〜図１３は撹拌装置４の変形パターンを示すものであり、例えば図１０のようにパドル形状の翼２とスクリュー形状の翼３を交互に設置することもできる。
さらに、図１１ではパドル形状の翼２によるパドル撹拌部分を２カ所設けて、その間をスクリュー形状の翼３としている。これらは、撹拌装置４の機内長によっても異なるが、前記のようにパドル形状の翼２の推進角度φが４５°であるが、撹拌物をせん断しつつ、団粒化剤と混合・撹拌させる構造で、推進（送り）速度が低下して滞留により、供給物の閉塞を防止するための構造である。これらは、撹拌対象物の団粒化性状と供給量、撹拌内空容積によって異なる。
図１２はスクリュー形状の翼３の傾きを回転軸１の前半と後半とで逆向きとし、前半のスクリュー形状の翼３を送り込用とし、後半のスクリュー形状の翼３を排出用とした。
図１３は回転軸１の前半のスクリュー形状の翼３′はリボンスクリュー形状のものとし、後半のスクリュー形状の翼３は通常のスクリュー形状のものとした。
これらのパターンを下記表１に示す。
図１、図２中、１９はベルトコンベヤによる排出コンベヤ、５はホッパー２０を有し、スクリュー２１を内蔵した定量供給装置、９は団粒化剤量の可変添加可能な団粒化剤添加装置で、団粒化剤タンク２２から配管２４によりポンプ２３を介して事前にエマルジョン化させた高分子団粒化剤を添加する。
団粒化剤のエマルジョン化は添加量の管理を容易とし、これにより撹拌時間を短いものとすることができ、作業効率を上げることができるが、エマルジョン加工した団粒化剤を使用しないで、粉体状の凝集剤系の団粒化剤あるいはＳＡＰ（高吸水性樹脂）およびこれらに無機化合物が混合されたものを団粒化剤として使用する場合の添加装置は、可変速式のスクリューフィ−ダー、リボンスクリュー、ベルトフィーダーの何れかを用いて添加することも出来る。
前記定量供給装置５のケーシングのケーシング材に使用する材料も天然ゴムが５０％の以上のゴム製ケーシングとした方がゴムの張力を利用して、異物混入や骨材の大きい余剰生コンに対応可能になる。好ましくはケーシングの材質のゴム比率は９０％以上のものが良く、ゴムケーシングの外側に別途異なるゴムを張り合わせても良い。ゴムケーシングの仕様として、厚さは９mm以上とする。
図中２５は枠フレームのハウジングであり、前記撹拌装置４や定量供給装置５、排出コンベヤ１９はこのハウジング２５で支承して組合せ、また、助材添加フィーダー・ホッパー７をこのハウジング２５で支承して付設する。
図中８は撹拌装置４において前記定量供給装置５、団粒化剤添加装置９、助材添加フィーダー・ホッパー７との連動と動作の設定を行う制御盤で、これら撹拌装置４、定量供給装置５、団粒化剤添加装置９、助材添加フィーダー・ホッパー７は連動制御が可能なものである。
次に使用法について説明する。図１８は動作フロー、設定フローを示すもので、作動前の準備操作として、余剰生コンに対する団粒化剤および助材の単位添加量を設定する。これらは、図中の助材添加フィーダー・ホッパー７、団粒化剤添加装置９のそれぞれのキャリブレーションデータ（添加量と作動状態に係る性能テスト結果）より設定する。
本発明で使用する団粒化剤はアニオン性ポリアクリルアミド系（Ａ−ＰＡＭ）を主成分とした高分子団粒化剤が好適である。ここで主成分としたとはエマルジョン化したものを使用するもので、エマルジョン化には乳化剤を事前に添加されているので、純粋にＡ−ＰＡＭ単味ではないという意味である。
本発明装置は、余剰生コンの団粒化のメカニズムが使用する団粒化剤の特性から異なるので、あらゆる団粒化剤に対応できるように計画している。団粒化剤の種類によっては、助材が必要になる場合もある。
助材に関しては、余剰生コンの場合は、細粒分量以下の粒度構成を考量した砂分、高炉スラグ、フラアッシュ、生コンスラッジ、工業用鉱物の微粒分や砕石粉、乾燥・焼却製紙スラッジ粉末等から選ばれる粉体状あるいは顆粒状に加工されたもの、または工業用の消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、セメント、石膏が対応可能である。
本発明装置は、団粒化剤が凝集作用を示す高分子剤であり、その高分子の重量平均分子が１０００万以上ある場合のもとを使用した場合や団粒化剤がＳＡＰ等を主成分としたものと無機物を用いる場合であってエマルジョン化されたもと顆粒状になっているものどちらの場合においても、添加装置の交換だけで対応できるようにした。
図１８の設定フローにも示すように、
１）予め、余剰生コンの性状から添加する団粒化剤の単位添加量（kg/m3）を設定することで、余剰生コンの供給量に見合う団粒化吐出量が決定する。余剰生コンの性状とは、生コンの流動性の状態で、例えば、コンクリート試験のスランプ値や水分量を目安とする。一般にコンクリート技術者の場合、生コンを目視して大凡の判断ができる。
１）予め、余剰生コンの性状から添加する団粒化剤の単位添加量（kg/m3）を設定することで、余剰生コンの供給量に見合う団粒化吐出量が決定する。余剰生コンの性状とは、生コンの流動性の状態で、例えば、コンクリート試験のスランプ値や水分量を目安とする。一般にコンクリート技術者の場合、生コンを目視して大凡の判断ができる。
２）この流動性あるいは、水分状態等の様子から、団粒化剤だけでの処理が可能であるかの有無が判断できる。この判断で助材が必要であれば、助材の単位添加量を設定する。
３）また、団粒化処理後の用途や工程、例えば、処理後に搬送する経時的な条件、処理後に分級して再生骨材や再生路盤材等を製造する際の製造時期等の条件から、経時的要素と団粒化剤使用量等の相関性から経済的判断が決められる。
上記の１）〜３）により、団粒化剤および助材の添加量を設定した。
上記の１）〜３）により、団粒化剤および助材の添加量を設定した。
図１８の動作フローにも示すように、通常の場合、余剰生コンは現場から生コン車で持ち帰るので、生コン車６のアジテータから定量供給装置５に投入する。
生コン車搭載のアジテータからの搬出量を安定化することは困難であるため、予め設定した余剰生コンの単位供給量見合う搬送速度で定量供給装置５を作動させる。
予め助材添加の有無は決めておく必要がある。助材の添加を設定した場合は定量供給装置５内または撹拌装置４の投入口１４付近に助材が添加される。ただし、助材投入位置は、団粒化剤添加装置９から送られた団粒化剤の吐出位置より後方であることが望ましい。
余剰生コンまたは、助材が添加された余剰生コンの供給量は安定しており、撹拌装置４内に送られ、予め設定された単位添加量で団粒化剤と混合・撹拌される。
撹拌装置４の回転軸１に取り付けられた撹拌翼は、投入口から中間部付近まではパドル式の撹拌翼になっており、撹拌時に空気が巻き込みやすくなっている。中間付近から排出側までは、撹拌部分の滞留防止からスクリュー構造になっている。
この装置から排出された余剰生コンの状態は、１９はベルトコンベヤによる排出コンベヤ１９で搬送できる状態、つまり流動化状態ではなく、団粒化状態となっている。
なお、撹拌中に異物が混入した場合、通常より大きい骨材がある場合においては撹拌時の負荷が大きくなり、撹拌装置自体の故障、破壊の要因になりやすいが、図８や図９に示すようにゴムケーシングにより伸び代が確保でき、ケーング内の団粒化物の付着や異物等の挟み込みの対応が緩和できる。
特に、パドル形状の翼２ではスクリュー形状の翼３に比べて団粒化の移動を遅らせているようにしているので、このようなゴムケーシングにより伸び代が確保できることはケーシングへの団粒化物の付着や異物等の挟み込みの防止効果が大きい。
図４、図５は、他の実施形態として生コン車搭載のアジテータから直接投入しない例である。
生コン車に搭載されている余剰生コンの性状は、配達する生コンの品質によって異なるため、余剰生コンの性状も異なる。また、現場等で加水されたものを持ち戻る場合もある。
したがって、管理上、このような余剰生コンの性状を安定化させるためには、一旦、タンクまたはピット２７にこれらの性状の異なる余剰生コンを混合した後にポンプ２８で定量供給装置５に輸送する方法とタンクまたはピット２７からショベル２６等によって定量供給装置５に供給する。
以上の実施形態は余剰生コンの団粒化処理の場合について説明したが、余剰生コン以外に本装置を浚渫土等の泥状土に使用しても良い。
泥状土や浚渫土においては、余剰生コンに比べ、土中の細粒分が多く含有している場合が多い事、含水率は生コンに比べて大きいことが多いことから、その際に使用する団粒化剤としては、高分子系凝集系の団粒化剤を主剤としているものが好ましく、ＳＡＰ（高吸水樹脂）およびこれらに無機添加物が混合されたものを用いる事は好ましくない。また、セメント等の硬化・固化を促進するようなものが混合されていないため、固化促進を行うためには、助材として、セメントおよびセメント系固化材、生石灰、石膏から選ばれるもの、あるいはこれらが混合されているものを使用する。
１…回転軸 ２…パドル形状の翼
３、３′…スクリュー形状の翼
４…撹拌装置 ５…定量供給装置
６…生コン車 ７…助材添加フィーダー・ホッパー
８…制御盤 ９…団粒化剤添加装置
１１…モータ １２…Ｕ字トラフ
１３…鋼製の枠板 １４…投入口
１５…排出口 １６…軸受
１７，１８…スプロケット １９…排出コンベヤ
２０…ホッパー ２１…スクリュー
２２…団粒化剤タンク ２３…ポンプ
２４…配管 ２５…ハウジング
２６…ショベル ２７…ピット
２８…ポンプ
３、３′…スクリュー形状の翼
４…撹拌装置 ５…定量供給装置
６…生コン車 ７…助材添加フィーダー・ホッパー
８…制御盤 ９…団粒化剤添加装置
１１…モータ １２…Ｕ字トラフ
１３…鋼製の枠板 １４…投入口
１５…排出口 １６…軸受
１７，１８…スプロケット １９…排出コンベヤ
２０…ホッパー ２１…スクリュー
２２…団粒化剤タンク ２３…ポンプ
２４…配管 ２５…ハウジング
２６…ショベル ２７…ピット
２８…ポンプ
Claims (6)
- 回転軸に撹拌用としてパドル形状の翼を、送り用としてスクリュー形状の翼を装備して、投入する余剰生コンや泥状土と高分子団粒化剤を、攪拌し、排出する団粒化装置であり、装置のケーシングであるＵ字トラフをゴム製とし、また、回転軸は毎分１００ｒｐｍ以上で回転させることを特徴とした連続式団粒化撹拌装置。
- ゴム製ケーシングは厚さは９mm以上で、ケーシング材として使用するゴムは天然ゴムが５０％の以上であり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるコム硬度Ａ５０以下、旧ＪＩＳ Ｋ６３０１にけるゴム硬度５０ＨＳ以下である請求項１記載の連続式団粒化撹拌装置。
- 回転軸はパドル形状の翼とスクリュー形状の翼を含めてゴム製ケーシングの底部に位置させ、Ｕ字トラフは回転軸上方に空間を有する請求項１または請求項２記載の連続式団粒化撹拌装置。
- ホッパーを有し、スクリューによる余剰生コンや泥状土の定量供給装置を付設する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の連続式団粒化撹拌装置。
- ポンプにより団粒化剤量の可変添加可能な団粒化剤添加装置を付設する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の連続式団粒化撹拌装置。
- 助材添加フィーダーを付設する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の連続式団粒化撹拌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016088933A JP6310957B2 (ja) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 連続式団粒化撹拌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016088933A JP6310957B2 (ja) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 連続式団粒化撹拌装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017196564A true JP2017196564A (ja) | 2017-11-02 |
| JP6310957B2 JP6310957B2 (ja) | 2018-04-11 |
Family
ID=60237108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016088933A Active JP6310957B2 (ja) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 連続式団粒化撹拌装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6310957B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112976306A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-18 | 哈尔滨金英建材有限公司 | 建筑混凝土及其加工系统与加工方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4856665U (ja) * | 1971-10-27 | 1973-07-19 | ||
| JPS55121828A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-19 | Yasuro Ito | Method and apparatus for mixing |
| JPS5929027A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-16 | Sugiue Eng Kk | 双方向対向流混練型連続式ミキサ− |
| JPS60132836U (ja) * | 1984-02-09 | 1985-09-05 | 株式会社 ちよだ製作所 | オ−ガミキサ |
| JPS60229715A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | スギウエエンジニアリング株式会社 | コンクリ−トの連続混練製造方法 |
| JPS60229714A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | スギウエエンジニアリング株式会社 | コンクリ−トの連続混練製造方法 |
| JPS6118813U (ja) * | 1984-11-19 | 1986-02-03 | 技術資源開発株式会社 | コンクリ−類の連続ミキサ− |
| JP2001071321A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-21 | Chikanori Hashimoto | コンクリート連続製造方法 |
| JP2006523149A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-10-12 | エムアーイー インターナツィオナール ゲーエムベーハー | グラウトポンプ |
| JP2007015184A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Kurosaki Harima Corp | 大粗粒含有不定形耐火物の連続混練方法と連続混練機 |
| JP2009126761A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 生コンクリート凝集剤、及び生コンクリートの処理方法 |
| JP2011025112A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Kyc Machine Industry Co Ltd | 二軸ミキサ |
-
2016
- 2016-04-27 JP JP2016088933A patent/JP6310957B2/ja active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4856665U (ja) * | 1971-10-27 | 1973-07-19 | ||
| JPS55121828A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-19 | Yasuro Ito | Method and apparatus for mixing |
| JPS5929027A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-16 | Sugiue Eng Kk | 双方向対向流混練型連続式ミキサ− |
| JPS60132836U (ja) * | 1984-02-09 | 1985-09-05 | 株式会社 ちよだ製作所 | オ−ガミキサ |
| JPS60229715A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | スギウエエンジニアリング株式会社 | コンクリ−トの連続混練製造方法 |
| JPS60229714A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | スギウエエンジニアリング株式会社 | コンクリ−トの連続混練製造方法 |
| JPS6118813U (ja) * | 1984-11-19 | 1986-02-03 | 技術資源開発株式会社 | コンクリ−類の連続ミキサ− |
| JP2001071321A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-21 | Chikanori Hashimoto | コンクリート連続製造方法 |
| JP2006523149A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-10-12 | エムアーイー インターナツィオナール ゲーエムベーハー | グラウトポンプ |
| JP2007015184A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Kurosaki Harima Corp | 大粗粒含有不定形耐火物の連続混練方法と連続混練機 |
| JP2009126761A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 生コンクリート凝集剤、及び生コンクリートの処理方法 |
| JP2011025112A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Kyc Machine Industry Co Ltd | 二軸ミキサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112976306A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-18 | 哈尔滨金英建材有限公司 | 建筑混凝土及其加工系统与加工方法 |
| CN112976306B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-07-15 | 涞水德昌沥青混凝土制造有限公司 | 建筑混凝土及其加工系统与加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6310957B2 (ja) | 2018-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102105607A (zh) | 尾矿的处理方法 | |
| JP2002105980A (ja) | 連続固化処理装置 | |
| JP2003126894A (ja) | 発生土処理方法及び処理装置並びに粒状体の生成方法 | |
| JP6310957B2 (ja) | 連続式団粒化撹拌装置 | |
| JP2003126826A (ja) | 発生土処理装置並びに処理方法 | |
| JP6166801B2 (ja) | 余剰生コンの団粒化方法およびそれによる再生材の製造方法およびそれに使用する団粒化装置 | |
| JP2007007551A (ja) | 排泥処理用混練装置及びそれを用いた排泥処理方法 | |
| JP2010089016A (ja) | 浚渫土の処理方法および装置 | |
| CN109970296A (zh) | 一种高含水率污泥粒状固化设备和造粒方法 | |
| JP4313126B2 (ja) | 汚泥処理システム | |
| JP2002336671A (ja) | 泥土造粒処理装置 | |
| JP4211991B2 (ja) | 排泥処理用凝集剤液の製造方法及び製造装置 | |
| JP5571219B1 (ja) | シールド掘削残土の処理方法及び処理システム | |
| JP2003336283A (ja) | 汚染土壌処理システム及び汚染土壌処理機械 | |
| JP2001254391A (ja) | 脱水ケーキ細粒化システム及びこれに用いる自走式造粒機械並びに脱水ケーキ細粒化方法 | |
| JP2005324083A (ja) | 汚染土壌処理方法及び汚染土壌処理システム | |
| JP2003126895A (ja) | 発生土処理方法並びに処理装置 | |
| JP3844377B2 (ja) | セメント混合改良土製造装置 | |
| JP2001334162A (ja) | 脱水ケーキ細粒化装置 | |
| JP2562116B2 (ja) | 解砕機 | |
| JP2007044601A (ja) | 泥土、汚泥等の再資源化方法および再資源化装置 | |
| JP3725120B2 (ja) | 建設汚泥の改質プラント及び改質方法 | |
| JP2004321939A (ja) | 脱水ケーキの減容化処理方法及び減容化処理機械 | |
| JP2002086004A (ja) | 脱水ケーキ細粒化装置及び脱水ケーキ細粒化処理装置 | |
| TW200808465A (en) | Method and device for recycling soil, sludge, etc. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171225 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180313 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180319 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6310957 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |